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烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)属半翅目Hemiptera粉虱科Aleyrodidae小粉虱属Bemisia。在烟粉虱不同的生物型中,B型烟粉虱寄主范围广,产卵量大,传播病毒广泛。近年来在我国危害的烟粉虱主要为B型,它是传入我国的外来入侵性害虫。我国又陆续发现了Q型烟粉虱的危害,是传入我国的另一种重要外来入侵生物型。除了入侵的B型、Q型等烟粉虱种群外,我国也有自己的本土型生物型,如Cv型、NaC型等。鉴于B型、Q型入侵型烟粉虱在我国的严重为害,以及广州本土Cv型烟粉虱的潜在危害性;各生物型之间的抗药性存在差异。本文针对B型、Cv型、Q型烟粉虱种群开展了生物型鉴定以及抗药性基因的研究,主要结果如下:
(1)烟粉虱三种生物型鉴定
首先通过形态学鉴定大略的鉴别出B型烟粉虱和Cv型烟粉虱,但由于烟粉虱变异性比较大,因此不能准确的确定烟粉虱生物型。只能作为田间的初步分辨,若要对其进行准备鉴定,又进行了分子生物学鉴定:通过烟粉虱RAPD分子标记技术区分了B型和Cv型烟粉虱;并成功扩增了烟粉虱mtDNA-CO1基因和rDNA-ITS1基因,通过BLAST方法从GenBank搜索三种生物型的同源序列,获得与其同源性最高的序列,运用MEGA3.0软件,根据Kimura2-paramter模型计算各个粉虱种群的进化分歧矩阵,并采用非加权配对算数平均法(UPGMA)构建系统进化树,从而进一步鉴定了其生物型,并发现B型与Q型烟粉虱种群的亲缘关系比Cv更近。
(2)三种生物型烟粉虱钠离子通道基因突变检测
拟除虫菊酯类杀虫剂作用于昆虫神经系统钠离子通道,钠离子通道氨基酸突变导致钠离子通道对药剂敏感性下降是昆虫对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗药性的主要机理。利用RT-PCR技术克隆了烟粉虱三种生物型的钠离子通道结构域IIS4-IIS6 DNA片段,与敏感品系SUD-S相比:Cv型烟粉虱钠离子通道基因无任何改变,证明了Cv型烟粉虱的敏感性;Q型烟粉虱钠离子通道有T929v的改变,该突变位点相当于果蝇抗拟除虫菊酯品系钠离子通道的突变,因此推测出T929V突变在烟粉虱对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性产生可能具有重要作用;B型有L925I的改变,该突变位点相当于家蝇抗拟除虫菊酯品系钠离子通道Super-kdr突变,因此推测出L925I突变在烟粉虱对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性产生可能具有重要作用。
(3)三种生物型烟粉虱谷胱甘肽-S-转移酶基因突变检测
实验获得的三种生物型烟粉虱谷胱甘肽S-转移酶DNA片段,与敏感品系SUD-S相比:Cv型、B型和Q型都有Gly向Asp的转变,使得其水解有机磷杀虫剂的活性增加,使害虫对二乙基类有机磷杀虫剂(如二嗪农)产生抗性;同时,与SUD-S相比,B型和Q型还有Leu向Ile的突变。
(4)三种生物型烟粉虱细胞色素P450基因突变检测
细胞色素P450具有较高的保守性,利用一对简并引物克隆出了烟粉虱的P450-CYP6A和P450-CYP9F基因家族,比较分析发现均有与抗药性相关的氨基酸突变。
对于钠离子通道基因,国内外有很多关于B型烟粉虱的研究,本文补充了Q型和Cv型烟粉虱的比较研究;谷胱甘肽S-转移酶基因仅在国外有少数报道,而本文研究了三种生物型;而细胞色素P450基因,虽然在其它昆虫(如棉铃虫)上研究很多,但对同翅目昆虫烟粉虱的P450研究在国内外均属首次,而且扩增得到CYP6A和CYP9F两个P450基因家族。
对于抗药性基因的突变检测研究,不仅对农业生产具有重要的指导意义,而且为新型农药的生产和研发提供理论基础。